工業(yè)鹽酸一般是將氯氣和氫氣在合成爐中燃燒生成氯化氫氣體，經(jīng)水吸收而成。合成爐溫度很高，氯氣和鋼鐵爐壁接觸而反應(yīng)，導(dǎo)致生成的氯化氫氣體中混有三氯化鐵蒸汽;這種氣體在管道輸送中也會引進(jìn)雜質(zhì)鐵，鐵的存在使鹽酸發(fā)黃。試劑鹽酸的鐵含量有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，故鹽酸除鐵在鹽酸生產(chǎn)中具有重要意義。生產(chǎn)試劑鹽酸一般是以工業(yè)鹽酸為原料在玻璃釜中蒸出氯化氫氣體，或由合成爐生產(chǎn)的氯化氫氣體直接凈化除雜。

　　采用A-21S離子交換樹脂除鐵，具有除鐵效率高、操作費用低、設(shè)備、操作簡便等優(yōu)點，工業(yè)裝置運行良好。該工藝可用于低含鐵純鹽酸和試劑鹽酸的工業(yè)生產(chǎn)，鐵含量可達(dá)分析純試劑標(biāo)準(zhǔn)。

　　A-21S樹脂離子交換技術(shù)除鐵原理

　　在濃鹽酸中，金屬離子主要以配合陰離子的形式存在，A-21S離子交換樹脂可以有效地除去濃鹽酸中的鐵離子，還可以不同程度地除去其它金屬離子。

　　含有雜質(zhì)的濃鹽酸通過特種離子交換樹脂時，交換過程以鐵為例反應(yīng)如下：

　　A-21S離子交換樹脂對鐵離子的吸附達(dá)飽和后，可用去離子水(蒸餾水)進(jìn)行再生處理，由于鹽酸濃度的降低，進(jìn)行以下再生過程：

　　離子交換樹脂經(jīng)再生處理后，恢復(fù)原狀，可反復(fù)進(jìn)行交換、再生過程。

　　試裝置與工藝流程

　　試裝置可采用固定床式離子交換生產(chǎn)工藝,工藝流程見圖：

　　工藝裝置：

　　設(shè)備材質(zhì)可選聚氯乙烯、聚乙烯等耐鹽酸腐蝕材料，管道、閥門可用聚氯乙烯或玻璃材料。

　　試驗樣品：A-21S樹脂;

　　離子交換柱測試注意事項：

　　注意事項

　?、倏紤]確定具體樹脂體積，并且選用合適的交換柱;

　?、谶\行前應(yīng)先進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆聪?

　　③按照試驗要求考慮樹脂的狀態(tài)環(huán)境等;

　?、軜渲驳母叨葢?yīng)該是1000mm 到1200mm;

　?、莞呶徊蹜?yīng)該在交換柱上至少2000mm 以達(dá)到預(yù)期的流速;

　　⑥樹脂柱出水直接進(jìn)入有體積標(biāo)志的容器中;

　?、吖ぷ髁魉僮屑?xì)考慮，注意出水的研究;

　?、嗖蓸訕悠范ㄆ诜治隼L制圖線，填寫適當(dāng)?shù)挠涗洷?

　?、徇M(jìn)水應(yīng)該不渾濁并且沒有明顯的顆粒物。

　　再生機理：

　　A-21S陰離子交換樹脂吸附飽和后，可用去離子水進(jìn)行洗脫， 將鐵離子洗脫下去，樹脂轉(zhuǎn)換并恢復(fù)原組成形式，獲得再生。

　　離子交換樹脂的使用

　　離子交換法除鐵設(shè)備、工藝過程簡單，可以使鹽酸的雜質(zhì)含量(含鐵)由ppm數(shù)量級躍升到ppb數(shù)量級。

　　樹脂處理

　　本工藝選用 A-21S 特種離子交換樹脂。樹脂出廠時一般為氯型，使用前須去離子水浸泡和沖洗，并除去機械雜質(zhì)及懸浮物。

　　裝柱

　　將處理過的樹脂和水一齊充入交換柱中(柱下閥門應(yīng)關(guān)閉)，填充至規(guī)定高度止，填充時應(yīng)注意避免氣泡夾帶進(jìn)去。裝柱過程中調(diào)整廢液排出閥，使液面高于樹脂層5cm為宜。

　　交換除鐵

　　將待處理的鹽酸泵入樹脂柱中，打開進(jìn)酸閥及出酸閥門，并關(guān)閉其它閥門，調(diào)整出酸閥開啟量，控制流速在每時5-10BV(BV為樹脂床體積倍數(shù))。開始出酸時，酸的濃度較低，而后逐漸升高，用比重計不斷測量酸的濃度，達(dá)規(guī)定要求時，即為成品酸開始包裝。未達(dá)濃度要求的稀酸應(yīng)單獨存放，以返回作氯化氫吸收液。交換過程中，應(yīng)定時取樣分析鹽酸中鐵的含量，鐵含量超出標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)停止交換而進(jìn)行樹脂再生操作。

　　再生

　　用去離子水采用逆流方式對樹脂進(jìn)行沖洗，流速控制在每時4BV。排出液為含大量三氯化鐵的廢液，需另行處理。沖洗時，需不斷檢驗流出液中鐵的含量，至無鐵時沖洗結(jié)束。此時樹脂再生操作完畢，可重新進(jìn)行交換過程。

　　注意事項

　　(1)處理酸濃度≥31%，低不低于28%;

　　(2)該過程是低溫物理吸附，鹽酸溫度在20℃~30℃之間;

　　(3)運行時間與原料含鐵有關(guān)。通過計算與實踐確定適宜的運行周期，以確保處理鹽酸含鐵合格;

　　(4)樹脂投入使用后要注意設(shè)備運行的連續(xù)性，如果長時間停機要做清洗再生。?